高三物理一轮复习 第十三章 光学 1 光的折射 全反射课件.ppt

基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 要点研析突破 要点研析突破 要点研析突破 例1 2015 安徽卷 如图所示 一束单色光从空气入射到棱镜的ab面上 经ab和ac两个面折射后从ac面进入空气 当出射角i 和入射角i相等时 出射光线相对于入射光线偏转的角度为 已知棱镜顶角为 则计算棱镜对该色光的折射率表达式为 要点研析突破 解析 设光线在ab面上的折射角为r 由几何关系有 2 i r 2r 从而求出i 由折射定律n 只有选项a正确 答案 a感悟提升 几何光学的关键是找清楚光的传播路径 折射率的计算是最为常见的呈现形式 注意光路是可逆的 要点研析突破 1 2015 重庆卷 虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的 可用白光照射玻璃球来说明 两束平行白光照射到透明玻璃球后 在水平的白色桌面上会形成mn和pq两条彩色光带 光路如图所示 m n p q点的颜色分别为 a 紫 红 红 紫b 红 紫 红 紫c 红 紫 紫 红d 紫 红 紫 红 解析 在同一介质中 红光的折射率小于紫光的折射率 以相同的入射角 1从空气射入水中 由n 知紫光的折射角 2较小 所以射到m q两点的为紫光 射到n p两点的为红光 故a项正确 答案 a 2 如图 三棱镜的横截面为直角三角形abc a 30 ac平行于光屏mn 与光屏的距离为l 棱镜对红光的折射率为n1 对紫光的折射率为n2 一束很细的白光由棱镜的侧面ab垂直射入 直接到达ac面并射出 画出光路示意图 并标出红光和紫光射在光屏上的位置 求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离 解析 光路如图所示 红光和紫光在ac面上的入射角相同 设为i 折射角分别为r1和r2 它们射到屏上的位置离o点的距离分别为d1和d2 由折射定律得 n1sini sinr1 n2sini sinr2 由几何关系得 i a d1 ltanr1 d2 ltanr2 联立 式并利用题给条件得 红光和紫光在光屏上的位置之间的距离为 d2 d1 答案 光路图见解析 要点研析突破 3 2016 成都市第二次诊断性测试 如图所示 一透明球体置于空气中 球半径r 10cm 折射率n mn是一条通过球心的直线 单色细光束ab平行于mn射向球体 b为人射点 ab与mn间距为5cm cd为出射光线 1 补全光路图并求出光从b点传到c点的时间 2 求cd与mn所成的角 解析 1 连接bc 如图所示 在b点光线的入射角 折射角分别标为i r sinr 5 10 2 所以i 45 由折射定律 在b点有 n sinr 1 2 故r 30 bc 2rcosr 代入数据解得t 8 2 10 10s 2 由几何关系可知 cop 15 ocp 135 30 答案 1 见解析 2 30 要点研析突破 要点研析突破 要点研析突破 例2 2016 黄冈市期中调研 如图所示为一光导纤维 可简化为一长玻璃丝 的示意图 玻璃丝长为l 折射率为n ab代表端面 已知光在真空中的传播速度为c 为使光线能从玻璃丝的ab端面传播到另一端面 求光线在端面ab上的入射角应满足的条件 求光线从玻璃丝的ab端面传播到另一端面所需的最长时间 要点研析突破 解析 设光线在端面ab上c点 如图 的入射角为i 折射角为r 由折射定律有sini nsinr 设该光线射向玻璃丝内壁d点的入射角为 为了使该光线可在此光导纤维中传播 应有 式中 是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角 它满足nsin 1 由几何关系得 r 90 由 式得sini 要点研析突破 光在玻璃丝中传播速度的大小为v c n 光速在玻璃丝轴线方向的分量为vz vsin 光线从玻璃丝端面ab传播到其另一端面所需时间为t l vz 光线在玻璃丝中传播 在刚好发生全反射时 光线从端面ab传播到其另一端面所需的时间最长 由 式得tmax 答案 sini 感悟提升 全反射的本质是光的折射的一种特例 计算全反射问题一定要注意 恰好 刚好 至少 等临界词语 光路图仍然是解决问题的关键所在 要点研析突破 要点研析突破 要点研析突破 5 2016 泰安市教学质量抽样测试 如图所示 一段横截面为正方形的玻璃棒 中间部分弯成四分之一圆弧形状 一细束单色光由mn端面的中点垂直射入 恰好能在弧面ef上发生全反射 然后垂直pq端面射出 求该玻璃棒的折射率 若将入射光向n端平移 当第一次射到弧面ef上时 填 能 不能 或 无法确定能否 发生全反射 解析 如图所示单色光照射到ef弧面上时刚好发生全反射 由全反射的条件得c 45 由折射定律得 联立 式得n 答案 能 速效提升训练 速效提升训练 速效提升训练 2 2015 四川卷 直线p1p2过均匀玻璃球球心o 细光束a b平行且关于p1p2对称 由空气射入玻璃球的光路如图 a b光相比 a 玻璃对a光的折射率较大b 玻璃对a光的临界角较小c b光在玻璃中的传播速度较小d b光在玻璃中的传播时间较短解析 由题图可知nacb 故b项错误 由n c v知va vb 故c项正确 a光在玻璃中的传播距离比b光小 由t s v知ta tb d项错误 答案 c 速效提升训练 3 如图所示 半圆形玻璃砖置于光屏pq的左下方 一束白光沿半径方向从a点射入玻璃砖 在o点发生反射和折射 折射光在白光屏上呈现七色光带 若入射点由a向b缓慢移动 并保持白光沿半径方向入射到o点 观察到各色光在光屏上陆续消失 在光带未完全消失之前 反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是 a 减弱 紫光b 减弱 红光c 增强 紫光d 增强 红光 解析 光线从光密介质射到光疏介质 入射角增大则反射光的强度增强 因紫色光的折射率最大 发生全反射的临界角最小 故紫光最先发生全反射 在光屏上最先消失 故选c 答案 c 4 2014 重庆卷 打磨某剖面如图所示的宝石时 必须将op oq边与轴线的夹角 切磨在 1 2 光线一定在op边发生全反射b 若 2 光线会从oq边射出c 若 1 光线会从op边射出d 若 1 光线会在op边发生全反射 解析 作出